Προκειμένου να προσδιορίσουμε με ακρίβεια τη θέση οποιουδήποτε σημείου στη Γη, χρησιμοποιούμε ένα ιδιαίτερο σύστημα συντεταγμένων, οι οποίες είναι το γεωγραφικό πλάτος και το γεωγραφικό μήκος και έχουν ως βασικά σημεία αναφοράς τον ισημερινό και τον πρωτεύοντα ή αρχικό μεσημβρινό.

Ο ισημερινός είναι ο μέγιστος κύκλος της γήινης επιφάνειας, του οποίου τα σημεία απέχουν εξίσου από τους πόλους, το επίπεδό του διέρχεται από το κέντρο της Γης, τέμνει κάθετα τον άξονα περιστροφής της και τη διαιρεί σε δύο ημισφαίρια, το βόρειο και το νότιο.

Ο πρωτεύων ή αρχικός μεσημβρινός, ο οποίος διέρχεται από τους πόλους, το επίπεδό του συναντά τον άξονα της Γης και είναι κάθετο προς τον ισημερινό, είναι, μετά από διεθνή συμφωνία, ο μεσημβρινός που διέρχεται από το αστεροσκοπείο του Γκρήνουιτς (Λονδίνο) και χωρίζει τη Γη στο ανατολικό και δυτικό ημισφαίριο.

Το γεωγραφικό πλάτος ενός σημείου είναι η γωνιώδης απόσταση του συγκεκριμένου σημείου από τον ισημερινό, εκφράζεται σε μοίρες και μετριέται από 0ο – 90ο επί του μεσημβρινού κύκλου, με αρχή τον ισημερινό.

Το γεωγραφικό μήκος ενός σημείου είναι η γωνιώδης απόσταση του συγκεκριμένου σημείου από τον πρωτεύοντα μεσημβρινό του Γκρήνουιτς και μετριέται σε μοίρες, από 0ο – 180ο επί του ισημερινού κύκλου με αρχή το σημείο συνάντησης του πρωτεύοντος μεσημβρινού με τον ισημερινό.

Ο προσδιορισμός του γεωγραφικού πλάτους γίνεται με ειδικά όργανα (εξάντας) με τη μέτρηση του ύψους του πολικού αστέρα από τον ορίζοντα κατά τη νύχτα ή του 'Ήλιου κατά την ημέρα, τη στιγμή της μεσουράνησής του. Το γεωγραφικό πλάτος μπορεί, κατά συνέπεια, να οριστεί ως η γωνία που περιλαμβάνεται μεταξύ του οριζόντιου επίπεδου, όπου βρίσκεται το σημείο, και της οπτικής ακτίνας προς τον ουράνιο πόλο.

Ο προσδιορισμός του γεωγραφικού μήκους ήταν πολύ δύσκολος, παλαιότερα, και γινόταν, κατά προσέγγιση, με βάση το χρόνο, που ήταν απαραίτητος για να διανυθούν ορισμένες αποστάσεις. Σήμερα, το γεωγραφικό μήκος υπολογίζεται με χρονόμετρα ακρίβειας, από τη διαφορά και της ώρας του πρωτεύοντα μεσημβρινού και της πραγματικής τοπικής ώρας, που μεταδίδεται από το ραδιόφωνο με ωριαία σήματα.

Τέλος, το γεωγραφικό στίγμα ενός σημείου δίνεται και από τις δύο συντεταγμένες.